蜂窝式电捕焦油器运行故障分析与改造

乔希彬+赵岩

摘要文章主要针对蜂窝式电捕焦油器在焦化回收生产运行中存在的各类运行故障进行分析，并对设备结构和工作原理进行了阐述，结合设备存在的缺陷提出了改造建议。

关键词电捕焦油器；工作原理；运行故障；改造

中图分类号：TQ520 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0171-01

山钢集团莱钢焦化厂回收二车间担负着2座6 m焦炉的煤气净化与化产品回收工作，该车间现有2台电捕焦油器。焦炉中的荒煤气经过横管初冷器降温后，先经过电捕焦油器的焦油捕集，再进入煤气鼓风机送往下一道生产工序。电捕焦油器捕集焦油效率不高将致使过多焦油掺杂在煤气中造成后序化产品不达标。因此，电捕焦油器的高效运行对保障生产稳定具有重要意义。

1电捕焦油器结构与恒流源电路原理

1）电捕焦油器结构。

电捕焦油器内部沉淀极成蜂窝状的正六边形，数量为276个，电晕极位于沉淀极中心，偏心度为±5 mm，直径为2.5 mm，材质为不锈钢丝。电晕极一端安装固定于上吊架，一端与吊锤相连，依靠吊锤的重力保持电晕极的垂直。上吊架由三根吊柱固定，下吊架由12根电晕极固定，上下吊架平衡度均可调节。焦炉煤气从电捕下部进入，气流流经沉淀极，经净化后从上部管道排出。电捕底部为带有蒸汽夹套的凹形底，蒸汽加热利于粘稠的焦油从底部排出。

电捕顶部安装有1台硅整流升压变压器和3台绝缘箱。变压器将恒流源输送的交流电源转换为直流电源并升压，在日常维护中做好变压器油的油品检测和加注工作。变压器升压后的直流电源由3台绝缘箱导入电捕，绝缘箱内装有绝缘瓷瓶和加热管，在运行中绝缘瓷瓶内部通入氮气保压，防止煤气进入瓷瓶内部。每台绝缘箱内有2组加热管，加热温度保持在85℃-110℃之间，保障绝缘箱内瓷瓶保持干燥，防止瓷瓶因潮湿放电爬弧而破裂。

2）电捕焦油器恒流源电路原理。电捕焦油器采用恒流高压硅整流装置，该装置将电网的交流电压源变换为可调的恒流源，其等效电路如图1所示。

图1等效电路图

图中输入电流为Ii=bUo（I0），输出电流为I0=aUi，式中a、b均为常数，与产品规格有关，由上式可知，输出电流由输入电压决定，对一定值得电网电压（380 V），输出电流总是恒定不变的。输入电流只与负载电压有关，负载电压愈高，输入电流愈大，反之亦然。正是这种特性使产品具有极强的实用性，当负载短路（电场击穿）时，输入电流下降到零，有效地保护了设备及负载。

2电捕焦油器运行故障

1）二次运行电压不稳定。该电捕已运行7年，由于恒流源工作效率降低和元器件老化，在运行中存在二次电压不稳定或偏低的问题，严重时会出现保护停机，这些故障直接影响电捕的运行效率，降低焦油捕集效果，过多的焦油掺杂在煤气中导致后面多道工序产品不达标。

2）电晕线频繁断裂。统计计算2013年全年电晕线断裂次数高达平均1.5月/次。电晕线断裂会导致设备停机，直接影响生产运行。在更换电晕线时，检修人员需进入电捕本体内部，内部焦油气味浓烈，对检修人员身体造成伤害。

3）绝缘箱内瓷瓶易破裂。该电捕采用圆锥形瓷瓶，瓷瓶下部直接和电捕本体相通，虽然有氮气保压，但在实际运行中，仍有煤气进入到瓷瓶内部，造成瓷瓶内壁粘附过多焦油，降低绝缘性能，另外绝缘箱内电加热器加热不稳定，使瓷瓶不能始终保持干燥，也易导致瓷瓶破裂。

3改造方案

经过系统分析论证，决定对电捕焦油器进行全面的改造，提高运行效率。目前，电捕采用一开一备的运行状态，厂内决定首先对1#电捕进行改造。

1）单项恒流源改造为三相恒流源。目前电捕焦油器电气控制系统为单项恒流源控制系统，将现有电控系统更换为高压直流三相恒流源及高压直流复合脉冲技术的新型电源，具有过电压和过氧报警功能（过氧信号来自外部氧控仪），具有良好的电压自动跟踪性能，能有效克服电晕电流“闭塞”情况，新系统配有过电压、持续欠电压和过氧保护电路，能自动报警和跳闸，确保一次电压和二次电压保持平稳。经过改造，电捕焦油器运行电压/电流＞120kV/3800mA。

2）将三点式悬挂改为四点式悬挂。将电捕焦油器的三点式悬挂改为四点式悬挂以增强悬挂系统的稳定性，在有限的电场容积内增大电场强度。同时，有效保证了吊架的稳定性，减小了因煤气气流变化而导致的电晕线的摆动幅度，从而降低了电晕线因局部放电而导致的断线率。电捕焦油器上下吊架具备上下左右前后均可调节电晕丝功能，以保证每一根电晕丝处于沉淀极的中心处。

3）对绝缘箱进行改型。将原绝缘箱改为干式绝缘箱，不再加注变压器油，并在绝缘箱下部采用二次净化技术，净化进入绝缘箱内的煤气，保证瓷瓶的不被污损，提高安全运行能力。绝缘箱配有独立的加热的系统，温控系统要能保证绝缘箱的恒温控制，以保护瓷瓶。

4改造运行效果

1）电捕运行稳定性显著提高。实施改造后，电捕一次电压和二次电压保持稳定，二次电压平均值有改造前的40 kv提升至55 kv。电晕线断线率也明显降低，统计自2013年8月改造完成至今的数据，断线率降低为零，有效减少了设备的停机率，对稳定生产起到了显著的效果。

2）捕集焦油效果显著。目前，在电捕入口煤气焦油含量最大10 g/Nm3的情况下，电捕除焦油雾效率高达99.5%。煤气中焦油含量降低后，煤气鼓风机内粘附的焦油减少，确保了重要设备的高效运行。脱硫工序脱硫液“中毒”现象未出现，脱硫效果显著提高。硫铵工序和轻苯工序化产品指标均合格，提升了产品市场竞争力。

5结论

对电捕焦油器恒流源装置进行升级和对其结构进行改造，大大提升了电捕的稳定运行效率，二次运行电压与电流均保持在较高数值，这对高效捕集焦油提供了保障。今后将密切跟踪电捕运行中可能出现的问题，及时进行论证与改进，持续提高化产品质量，增加生产效益。

参考文献

[1]肖瑞华.炼焦化学产品生产技术问答[M].北京：冶金工业出版社，2007.

[2]李忠顺.化产工艺学[M].北京：冶金工业出版社，1994．

作者简介

乔希彬（1984-），男，助理工程师，2009年7月毕业于山东科技大学电气工程及其自动化专业，主要从事电气设备维护与改造工作。

endprint

摘要文章主要针对蜂窝式电捕焦油器在焦化回收生产运行中存在的各类运行故障进行分析，并对设备结构和工作原理进行了阐述，结合设备存在的缺陷提出了改造建议。

关键词电捕焦油器；工作原理；运行故障；改造

中图分类号：TQ520 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0171-01

山钢集团莱钢焦化厂回收二车间担负着2座6 m焦炉的煤气净化与化产品回收工作，该车间现有2台电捕焦油器。焦炉中的荒煤气经过横管初冷器降温后，先经过电捕焦油器的焦油捕集，再进入煤气鼓风机送往下一道生产工序。电捕焦油器捕集焦油效率不高将致使过多焦油掺杂在煤气中造成后序化产品不达标。因此，电捕焦油器的高效运行对保障生产稳定具有重要意义。

1电捕焦油器结构与恒流源电路原理

1）电捕焦油器结构。

电捕焦油器内部沉淀极成蜂窝状的正六边形，数量为276个，电晕极位于沉淀极中心，偏心度为±5 mm，直径为2.5 mm，材质为不锈钢丝。电晕极一端安装固定于上吊架，一端与吊锤相连，依靠吊锤的重力保持电晕极的垂直。上吊架由三根吊柱固定，下吊架由12根电晕极固定，上下吊架平衡度均可调节。焦炉煤气从电捕下部进入，气流流经沉淀极，经净化后从上部管道排出。电捕底部为带有蒸汽夹套的凹形底，蒸汽加热利于粘稠的焦油从底部排出。

电捕顶部安装有1台硅整流升压变压器和3台绝缘箱。变压器将恒流源输送的交流电源转换为直流电源并升压，在日常维护中做好变压器油的油品检测和加注工作。变压器升压后的直流电源由3台绝缘箱导入电捕，绝缘箱内装有绝缘瓷瓶和加热管，在运行中绝缘瓷瓶内部通入氮气保压，防止煤气进入瓷瓶内部。每台绝缘箱内有2组加热管，加热温度保持在85℃-110℃之间，保障绝缘箱内瓷瓶保持干燥，防止瓷瓶因潮湿放电爬弧而破裂。

2）电捕焦油器恒流源电路原理。电捕焦油器采用恒流高压硅整流装置，该装置将电网的交流电压源变换为可调的恒流源，其等效电路如图1所示。

图1等效电路图

图中输入电流为Ii=bUo（I0），输出电流为I0=aUi，式中a、b均为常数，与产品规格有关，由上式可知，输出电流由输入电压决定，对一定值得电网电压（380 V），输出电流总是恒定不变的。输入电流只与负载电压有关，负载电压愈高，输入电流愈大，反之亦然。正是这种特性使产品具有极强的实用性，当负载短路（电场击穿）时，输入电流下降到零，有效地保护了设备及负载。

2电捕焦油器运行故障

1）二次运行电压不稳定。该电捕已运行7年，由于恒流源工作效率降低和元器件老化，在运行中存在二次电压不稳定或偏低的问题，严重时会出现保护停机，这些故障直接影响电捕的运行效率，降低焦油捕集效果，过多的焦油掺杂在煤气中导致后面多道工序产品不达标。

2）电晕线频繁断裂。统计计算2013年全年电晕线断裂次数高达平均1.5月/次。电晕线断裂会导致设备停机，直接影响生产运行。在更换电晕线时，检修人员需进入电捕本体内部，内部焦油气味浓烈，对检修人员身体造成伤害。

3）绝缘箱内瓷瓶易破裂。该电捕采用圆锥形瓷瓶，瓷瓶下部直接和电捕本体相通，虽然有氮气保压，但在实际运行中，仍有煤气进入到瓷瓶内部，造成瓷瓶内壁粘附过多焦油，降低绝缘性能，另外绝缘箱内电加热器加热不稳定，使瓷瓶不能始终保持干燥，也易导致瓷瓶破裂。

3改造方案

经过系统分析论证，决定对电捕焦油器进行全面的改造，提高运行效率。目前，电捕采用一开一备的运行状态，厂内决定首先对1#电捕进行改造。

1）单项恒流源改造为三相恒流源。目前电捕焦油器电气控制系统为单项恒流源控制系统，将现有电控系统更换为高压直流三相恒流源及高压直流复合脉冲技术的新型电源，具有过电压和过氧报警功能（过氧信号来自外部氧控仪），具有良好的电压自动跟踪性能，能有效克服电晕电流“闭塞”情况，新系统配有过电压、持续欠电压和过氧保护电路，能自动报警和跳闸，确保一次电压和二次电压保持平稳。经过改造，电捕焦油器运行电压/电流＞120kV/3800mA。

2）将三点式悬挂改为四点式悬挂。将电捕焦油器的三点式悬挂改为四点式悬挂以增强悬挂系统的稳定性，在有限的电场容积内增大电场强度。同时，有效保证了吊架的稳定性，减小了因煤气气流变化而导致的电晕线的摆动幅度，从而降低了电晕线因局部放电而导致的断线率。电捕焦油器上下吊架具备上下左右前后均可调节电晕丝功能，以保证每一根电晕丝处于沉淀极的中心处。

3）对绝缘箱进行改型。将原绝缘箱改为干式绝缘箱，不再加注变压器油，并在绝缘箱下部采用二次净化技术，净化进入绝缘箱内的煤气，保证瓷瓶的不被污损，提高安全运行能力。绝缘箱配有独立的加热的系统，温控系统要能保证绝缘箱的恒温控制，以保护瓷瓶。

4改造运行效果

1）电捕运行稳定性显著提高。实施改造后，电捕一次电压和二次电压保持稳定，二次电压平均值有改造前的40 kv提升至55 kv。电晕线断线率也明显降低，统计自2013年8月改造完成至今的数据，断线率降低为零，有效减少了设备的停机率，对稳定生产起到了显著的效果。

2）捕集焦油效果显著。目前，在电捕入口煤气焦油含量最大10 g/Nm3的情况下，电捕除焦油雾效率高达99.5%。煤气中焦油含量降低后，煤气鼓风机内粘附的焦油减少，确保了重要设备的高效运行。脱硫工序脱硫液“中毒”现象未出现，脱硫效果显著提高。硫铵工序和轻苯工序化产品指标均合格，提升了产品市场竞争力。

5结论

对电捕焦油器恒流源装置进行升级和对其结构进行改造，大大提升了电捕的稳定运行效率，二次运行电压与电流均保持在较高数值，这对高效捕集焦油提供了保障。今后将密切跟踪电捕运行中可能出现的问题，及时进行论证与改进，持续提高化产品质量，增加生产效益。

参考文献

[1]肖瑞华.炼焦化学产品生产技术问答[M].北京：冶金工业出版社，2007.

[2]李忠顺.化产工艺学[M].北京：冶金工业出版社，1994．

作者简介

乔希彬（1984-），男，助理工程师，2009年7月毕业于山东科技大学电气工程及其自动化专业，主要从事电气设备维护与改造工作。

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摘要文章主要针对蜂窝式电捕焦油器在焦化回收生产运行中存在的各类运行故障进行分析，并对设备结构和工作原理进行了阐述，结合设备存在的缺陷提出了改造建议。

关键词电捕焦油器；工作原理；运行故障；改造

中图分类号：TQ520 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0171-01

山钢集团莱钢焦化厂回收二车间担负着2座6 m焦炉的煤气净化与化产品回收工作，该车间现有2台电捕焦油器。焦炉中的荒煤气经过横管初冷器降温后，先经过电捕焦油器的焦油捕集，再进入煤气鼓风机送往下一道生产工序。电捕焦油器捕集焦油效率不高将致使过多焦油掺杂在煤气中造成后序化产品不达标。因此，电捕焦油器的高效运行对保障生产稳定具有重要意义。

1电捕焦油器结构与恒流源电路原理

1）电捕焦油器结构。

电捕焦油器内部沉淀极成蜂窝状的正六边形，数量为276个，电晕极位于沉淀极中心，偏心度为±5 mm，直径为2.5 mm，材质为不锈钢丝。电晕极一端安装固定于上吊架，一端与吊锤相连，依靠吊锤的重力保持电晕极的垂直。上吊架由三根吊柱固定，下吊架由12根电晕极固定，上下吊架平衡度均可调节。焦炉煤气从电捕下部进入，气流流经沉淀极，经净化后从上部管道排出。电捕底部为带有蒸汽夹套的凹形底，蒸汽加热利于粘稠的焦油从底部排出。

电捕顶部安装有1台硅整流升压变压器和3台绝缘箱。变压器将恒流源输送的交流电源转换为直流电源并升压，在日常维护中做好变压器油的油品检测和加注工作。变压器升压后的直流电源由3台绝缘箱导入电捕，绝缘箱内装有绝缘瓷瓶和加热管，在运行中绝缘瓷瓶内部通入氮气保压，防止煤气进入瓷瓶内部。每台绝缘箱内有2组加热管，加热温度保持在85℃-110℃之间，保障绝缘箱内瓷瓶保持干燥，防止瓷瓶因潮湿放电爬弧而破裂。

2）电捕焦油器恒流源电路原理。电捕焦油器采用恒流高压硅整流装置，该装置将电网的交流电压源变换为可调的恒流源，其等效电路如图1所示。

图1等效电路图

图中输入电流为Ii=bUo（I0），输出电流为I0=aUi，式中a、b均为常数，与产品规格有关，由上式可知，输出电流由输入电压决定，对一定值得电网电压（380 V），输出电流总是恒定不变的。输入电流只与负载电压有关，负载电压愈高，输入电流愈大，反之亦然。正是这种特性使产品具有极强的实用性，当负载短路（电场击穿）时，输入电流下降到零，有效地保护了设备及负载。

2电捕焦油器运行故障

1）二次运行电压不稳定。该电捕已运行7年，由于恒流源工作效率降低和元器件老化，在运行中存在二次电压不稳定或偏低的问题，严重时会出现保护停机，这些故障直接影响电捕的运行效率，降低焦油捕集效果，过多的焦油掺杂在煤气中导致后面多道工序产品不达标。

2）电晕线频繁断裂。统计计算2013年全年电晕线断裂次数高达平均1.5月/次。电晕线断裂会导致设备停机，直接影响生产运行。在更换电晕线时，检修人员需进入电捕本体内部，内部焦油气味浓烈，对检修人员身体造成伤害。

3）绝缘箱内瓷瓶易破裂。该电捕采用圆锥形瓷瓶，瓷瓶下部直接和电捕本体相通，虽然有氮气保压，但在实际运行中，仍有煤气进入到瓷瓶内部，造成瓷瓶内壁粘附过多焦油，降低绝缘性能，另外绝缘箱内电加热器加热不稳定，使瓷瓶不能始终保持干燥，也易导致瓷瓶破裂。

3改造方案

经过系统分析论证，决定对电捕焦油器进行全面的改造，提高运行效率。目前，电捕采用一开一备的运行状态，厂内决定首先对1#电捕进行改造。

1）单项恒流源改造为三相恒流源。目前电捕焦油器电气控制系统为单项恒流源控制系统，将现有电控系统更换为高压直流三相恒流源及高压直流复合脉冲技术的新型电源，具有过电压和过氧报警功能（过氧信号来自外部氧控仪），具有良好的电压自动跟踪性能，能有效克服电晕电流“闭塞”情况，新系统配有过电压、持续欠电压和过氧保护电路，能自动报警和跳闸，确保一次电压和二次电压保持平稳。经过改造，电捕焦油器运行电压/电流＞120kV/3800mA。

2）将三点式悬挂改为四点式悬挂。将电捕焦油器的三点式悬挂改为四点式悬挂以增强悬挂系统的稳定性，在有限的电场容积内增大电场强度。同时，有效保证了吊架的稳定性，减小了因煤气气流变化而导致的电晕线的摆动幅度，从而降低了电晕线因局部放电而导致的断线率。电捕焦油器上下吊架具备上下左右前后均可调节电晕丝功能，以保证每一根电晕丝处于沉淀极的中心处。

3）对绝缘箱进行改型。将原绝缘箱改为干式绝缘箱，不再加注变压器油，并在绝缘箱下部采用二次净化技术，净化进入绝缘箱内的煤气，保证瓷瓶的不被污损，提高安全运行能力。绝缘箱配有独立的加热的系统，温控系统要能保证绝缘箱的恒温控制，以保护瓷瓶。

4改造运行效果

1）电捕运行稳定性显著提高。实施改造后，电捕一次电压和二次电压保持稳定，二次电压平均值有改造前的40 kv提升至55 kv。电晕线断线率也明显降低，统计自2013年8月改造完成至今的数据，断线率降低为零，有效减少了设备的停机率，对稳定生产起到了显著的效果。

2）捕集焦油效果显著。目前，在电捕入口煤气焦油含量最大10 g/Nm3的情况下，电捕除焦油雾效率高达99.5%。煤气中焦油含量降低后，煤气鼓风机内粘附的焦油减少，确保了重要设备的高效运行。脱硫工序脱硫液“中毒”现象未出现，脱硫效果显著提高。硫铵工序和轻苯工序化产品指标均合格，提升了产品市场竞争力。

5结论

对电捕焦油器恒流源装置进行升级和对其结构进行改造，大大提升了电捕的稳定运行效率，二次运行电压与电流均保持在较高数值，这对高效捕集焦油提供了保障。今后将密切跟踪电捕运行中可能出现的问题，及时进行论证与改进，持续提高化产品质量，增加生产效益。

参考文献

[1]肖瑞华.炼焦化学产品生产技术问答[M].北京：冶金工业出版社，2007.

[2]李忠顺.化产工艺学[M].北京：冶金工业出版社，1994．

作者简介

乔希彬（1984-），男，助理工程师，2009年7月毕业于山东科技大学电气工程及其自动化专业，主要从事电气设备维护与改造工作。

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